Материал: Технология ремонта танков [учебник].

прирабатываются по шейке вала. При перегрузке отдельных уча­ стков подшипников происходит вдавливание твердых кристаллов в мягкую основу, что способствует более равномерному распреде­ лению нагрузки. Кроме того, при работе двигателя мягкая основа сплава изнашивается быстрее, чем вкрапленные в нее твердые кри­ сталлы. Это также способствует приработке подшипника к валу.

В конце приработки над поверхностью подшипника будут вы­ ступать твердые кристаллы, образуя сетку микроскопических кана­ лов, которые хорошо удерживают смазку (рис. 195). Поэтому ан­ тифрикционные сплавы, имеющие указанную выше структуру, об­ ладают сравнительно небольшим коэффициентом трения даже при работе в условиях полусухого пли полужидкостного трения.

Рис. 195. Схема строения поверхности при­

Указанное выше строение антифрикционного сплава обеспечи­ вает также его достаточно высокую износоустойчивость, так как вал в конце приработки опирается не на всю поверхность подшип­ ника, а только на выступающие твердые кристаллы, которые изна­ шиваются медленнее, чем мягкая основа.

Высокая механическая прочность антифрикционного сплава при общей пластичности также обеспечивается наличием в его структу­ ре твердых кристаллов.

Требования в отношении теплопроводности и теплостойкости обеспечиваются выбором антифрикционного сплава с соответствую­ щими физическими свойствами.

Таким образом, требования предъявляемые к антифрикционным сплавам могут быть полностью удовлетворены только в том случае, когда .структура сплава будет состоять из мягкой пластичной осно­ вы с равномерно распределенными в ней твердыми кристаллами. Большинство применяемых антифрикционных сплавов соответст­ вует этому характеру'строения. Исключением является только свин­

цовистая бронза.

Наиболее распространенными антифрикционными сплавами для подшипников двигателей являются высокооловянистый баббит, баббит на свинцовой основе и свинцовистая бронза.

338

Свойства структурных составляющих баббита оказывают боль­ шое влияние на свойства баббита в целом. В настоящее время оп­ ределены температура плавления (проф. А. М. Бочвар) и микро­ твердость (проф. М. М. Хрущов) отдельных структурных состав­ ляющих баббита. Кристаллы Cu3Sn плавятся при температуре 370°С, кристаллы SnSb — при температуре 260—270°С, а мягкая основа — при температуре 240°С. Наибольшую микротвердость име­ ют кристаллы Cu3Sn (235 НВ) \ менее твердыми оказались кристал­ лы SnSb (60—65 НВ) и мягкая основа (20—22 НВ).

Свойства высокооловяннстого баббита зависят от его состава, температуры и размеров твердых кристаллов.

Механическая прочность высокооловяннстого баббита с увели­ чением содержания сурьмы и меди (рис. 197) возрастает. Особен­ но большое влияние на механическую прочность баббита оказы­ вает медь. Кристаллы Cu3Sn расположены в мягкой основе равно­ мерно и служат своего рода каркасом, который подобно стальной арматуре в железобетоне значительно упрочняет сплав.

Рис. 197. Влияние содержания сурьмы и меди на твердость высокооловяннстого баббита

Антифрикционные свойства баббита с увеличением содержания сурьмы ухудшаются. Снижается пластичность и, следовательно, г.рирабатываемость сплава, увеличивается коэффициент трения и износ. Медь также снижает антифрикционные свойства баббита, правда, несколько меньше, чем сурьма.

Учитывая это, применяют баббиты с пониженным содержанием сурьмы и меди. Некоторое снижение механической прочности у та­ ких баббитов компенсируется применением вкладышей с очень тонкой баббитовой заливкой. Повышение прочности баббита при

340

тонкослойной заливке объясняется упрочняющим влиянием сталь­ ного вкладыша.

Большое влияние на механическую прочность баббита оказы­ вает температура. Твердость баббита Б 83, например, при повыше­ нии температуры до 100°С падает с 30 ИВ до 12 ИВ (рис. 198).

Рис. 198. Зависимость твердости баббита Б-83 от температуры

Механические и антифрикционные свойства высокооловянистого баббита зависят также от размеров твердых кристаллов. Размеры твердых кристаллов в свою очередь зависят от скорости охлажде­ ния баббита. При быстром охлаждении образуются мелкие кри­ сталлы, а при медленном охлаждении они могут вырасти до значи­ тельных размеров.

С целью определения влияния размеров кристаллов на свойства баббита были проведены испытания подшипников, в которых раз­ меры кристаллов баббита изменялись от 14 до 340 мк (рис. 199).

Проведенные испытания подшипников показали, что наилучши­ ми свойствами обладает высокооловянистый баббит с размером кристаллов SnSb в пределах от 25 до 35 мк (рис. 200). Баббит с крупными кристаллами имеет также хорошие антифрикционные свойства, но механическая прочность его мала. •

При заливке подшипников необходимо режим охлаждения под­ бирать с учетом получения оптимальной микроструктуры баббита.

Баббиты на свинцовой основе. Среди большого количества баб­ битов на свинцовой основе наилучшими являются баббиты марок СОС6-6, БН и БТ, химический состав которых приведен в табл. 35.

Микроструктура баббитов БН и БТ так же, как и у высокооло-

ческих соединений олова с сурьмой, меди с оловом и др. Баббит СОС6-6 отличается от других баббитов тем, что в его микрострук­ туре отсутствуют интерметаллические соединения. В микрострукту­ ре СОС6-6 имеется мягкая основа, состоящая из кристаллов твер­ дого раствора олова и сурьмы в свинце, и двойная эвтектика

341

Таблица 36

СОС6-6 до 170—180°С и баббита БТ до 230°С с выдержкой в три часа и последующим охлаждением на воздухе.

Свинцовистая бронза — это антифрикционный подшипниковый сплав, применяемый для заливки подшипников быстроходных тран­ спортных дизелей. Применение свинцовистой бронзы для подшип­ ников дизелей обусловлено большими удельными давлениями и высокой температурой на поверхности подшипников.

Баббиты выдерживают удельные давления не более 75— 100 кг/см2 и температуру до 100—110°С. Свинцовистая бронза зна­ чительно превосходит баббит по прочности и теплостойкости, так как выдерживает удельные давления до 200—250 кг/см2 и темпера­ туру до 140—160° С.

Свинцовистая бронза — это сплав двух элементов — свинца и меди. Для заливки подшипников танковых двигателей применяют свинцовистую бронзу БрСЗО, состоящую из 27—33% свинца и 67— 73% меди (ГОСТ 493—54).

Микроструктура свинцовистой бронзы состоит из сравнительно

345

— медь и свинец не образуют химических соединений и практи­

—большой температурный интервал между началом и концом кристаллизации (для БрСЗО — 980—327°С);

—большое отличие в температуре плавления меди (1083°С) п свинца (327СС).

При медленном охлаждении в свинцовистой бронзе наблюдают­ ся три вида ликвации: структурная, прямая и обратная.

Структурная ликвация — это образование крупных включений свинца. Медленное охлаждение бронзы приводит к росту кристал­ лов меди. При этом расположенные между кристаллами меди вклю­ чения свинца также становятся более крупными.

}Р5

Рис. 203. Диаграмма состояния медно­ свинцовых сплавов

Прямая ликвация — это расслоение бронзы на составляющие элементы вследствие большой разницы в удельных весах.

Обратная ликвация — это выжимание свинца на поверхность от­ ливки. Такой вид ликвации иногда называют «выпотеванием» свин-

34Г